UML软件建模实验指导书

UML软件建模实验指导书计算机工程学院目录实验一UML用例图和类图...........................................................................................................3实验二UML序列图和协作图.....................................................................................................29实验三UML活动图的设计和实现.............................................................................................42实验四UML构件图和部署图.....................................................................................................53实验一UML用例图和类图一、实验题目学校的网上选课系统的用例图和类图二、实验目的1、能够根据系统的功能分析系统的用例组成，正确确定用例图中的角色。2、能够分析系统的用例、活动者以及它们之间的关系。3、根据对系统的分析，准确确定相应的类，确定类的属性和操作，正确分析属性和操作的可继承性4、使用Rose软件能正确画出用例图，并说明每一个用例的事件流。正确使用Rose软件定义类和类的关系和画出完整的类图。三、实验要求1、根据需求文档确定每一个用例的名称、参与执行者(活动者)、前置条件、主事件流、辅事件流和后置事件流。2、能从一类单一的对象中抽象出类的定义，并依据实际要求，设计类的属性和操作。3、能对现实世界中的对象存在各种各样的关系，分析出这些关系，主要有：继承关系;类之间的关联。并能在类图中反映这些关系。四、实验内容学校的网上选课系统的用例图和类图的设计和实现五、用例图1、用例图设计实例介绍学校的网上选课系统的用例图的设计和实现2、需求学校的网上选课系统主要包括如下功能：管理员通过系统管理界面进入，建立本学期要开的各种课程、将课程信息保存在数据库中并可以对课程进行改动和删除。学生通过客户机浏览器，根据学号和密码进入选课界面，在这里学生可以进行三种操作：查询已选课程、选课以及付费。同样，通过业务层，这些操作结果存入数据库中。3、分析本系统涉及的用户包括管理员(Registrar)和学生(student)，他们是用例图中的活动者，他们的主要特征相似，都具有姓名和学号等信息，所以可以抽象出“基”活动者People，而Registrar和Student则从People统一派生。数据库管理系统是另外一个活动者。4、事件流下面是系统中出现的一些事件流。添加课程事件流：(1)管理员选择进入管理界面，用例开始。(2)系统提示输入管理员密码(3)管理员输入密码。(4)系统验证密码。A1：密码错误(5)进入管理界面，系统显示目前所建立的全部课程信息(6)管理员选择添加课程。(7)系统提示输入新课程信息(8)管理员输入信息。(9)系统验证是否和已有课程A2：有冲突(10)系统添加新课程，提示课程添加成功。(11)系统重新进入管理主界面，显示所有课程。(12)用例结束。其他事件流：A1：密码错误(1)系统提示再次输入。(2)用户确认。(3)三次错误，拒绝再次访问。(4)否则进入添加课程事件流第5步。A2：有冲突(1)系统提示冲突，显示冲突课程信，(2)用户重新输入。(3)继续验证直到无冲突。(4)进入添加课程事件流第10步。删除课程事件流和修改课程事件流与此类似。选课事件流：(1)学生进入选课登录界面，用例开始。(2)系统提示输入学号和密码。(3)学生输入学号和密码。(4)系统验证。Al：验证失败(5)进人选课主界面。(6)学生点击选课。(7)系统显示所有课程信息。(8)学生选择课程。(9)系统验证课程是否可选。A2：不可选(10)系统提示课程选择成功，提示学生交费。(11)用例结束。错误流：A1：验证失败(1)系统提示验证失败，提示重新输入。(2)三次失败，拒绝访问。(3)成功，转选课事件流第5步。A2：课程不可选(1)系统提示课程不可选及原因。(2)学生重新选课。(3)重新验证直至成功。(4)转选课事件流第10步。因为付费方式多样，所以在此将不讨论付费用例。查询事件流比较简单，这里也不详细描述。根据以上的分析，可以绘制出如图1所示的系统用例图。图1系统用例图在Rose2003中设计选课系统的用例图，具体步骤如下：（1）点击浏览器中的usecaseView中的Main，弹出用例图窗口如图3。此时，与用例图窗口对应的工具栏如图2所示。图2工具栏图3用例图窗口（2）将光标置于工具栏的Actor图标上，按下左键并将光标拖曳到用例图窗口上，放开左键，用例图窗口内出现一个活动的图标（见图4），其名字为“NewClass”。图4绘制用例图之1(3)修改元素的名字有如下两种方法：①在用例图窗口中双击NewClass图标，弹出如图5所示的窗口。然后再选择“General”选项卡，将Name修改为“People'’，最后按下“确认”按钮。②如图4所示，在用例图窗口中将光标置于“NewClass”处，直接将其修改为“People”。图5绘制用例图之2（3）采用同样的方法，在用例图中添加Registrar和Student图标，点击用例窗口工具栏中的图标“generalization”，在用例图窗口中，将光标从Student移动到People，在Student与People之间添加概括(generalization)关系(见图6)。图6绘制用例图之3（4）同样在Registrar和People之间添加概括关系。（5）点击工具栏中UseCase的图标，将光标移到用例图窗口，窗口内显示用例的椭圆图标，采用和（3）同样的方法，将图标名称改成“SelectCourse”。添加SelectCourse用例，点击工具栏中的UndirectionalRelation图标，将光标从Student指向SelectCourse，在Student和SelectCourse之间添加关系(见图7)。图7绘制用例图之4(6)重复以上步骤，完成所示的用例图。图8用例图(10)然后再指定活动者和用例的属性。在浏览器中选择活动者People,按下鼠标右键，在弹出的菜单中选择“OpenSpecification”，弹出图9所示的对话框。图9绘制用例图之5（11）从图9中可以看到People的版型（Stereotype）是Actor（以后还将介绍这个画面）。（12）双击SelectCourse用例,弹出UseCaseSpecification对话框（见图10）。图10绘制用例图之6(13)在Documentation文本框中可以书写该用例的事件流(见图11)图11绘制用例图之7(14)完成以上步骤，可以看到Rose在浏览器中自动标出了各种关系。图12中使用椭圆将它们标注出来。图12绘制用例图之8六、类图选课系统的类图设计和实现1类的创建本实验先分析选课系统中的类，然后作出它们的类图。1.1选课系统中的类分析系统中的所有序列图，除了角色之外，有以下名词：(1)课程。(2)界面。(3)控制对象。这3个名词可以抽象出3个类：课程类、界面类和控制对象类。首先看课程类(Course)。课程类应该有以下属性：(1)课程名称(name)(2)开课教室(classroom)(3)课程号(courseID)(4)授课教师(teacher)(5)选课的学生(students)(6)开课起始时间(firstlessondate)(7)允许选课的学生人数(maxstudents)(8)设置课程名称(setname)(9)设置开课教室(setclassroom)(10)设置课程号(setcourselD)(11)设置授课教师信息(setteacher)(12)设置开课起始时间(setfirstlessondate)(13)设置允许选课的学生人数(setmaxstudents)(14)查询课程名称(getname)(15)查询开课教室(getclassroom)(16)查询课程号(getcourselD)(17)查询授课教师信息(getteacher)(18)查询开课起始时间(getfirstlessondate)(19)查询允许选课的学生人数(getmaxstudents)关于界面类和控制类，因为涉及到后续的内容，所以本实验暂时不考虑它们。根据以上的分析，可以绘制出如图2所示的类图。图2选课系统的完整类图1.2类图的创建在下面介绍在Rose中创建Course类的过程。（1）选择浏览器中的“LogicalView”，按F鼠标右键，在弹出的菜单中选择“New”，再在下一级菜单中选择“Class”，创建一个新的类，然后将这个类的名字改成“Course”，结果如图13所示。图13绘制类图之1（2）添加属性。在浏览器中选择类“course”，按下鼠标右键，在弹出的菜单中选择“New”，再选择“Attribute”,则一个新的属性被添加，将属性名字改成“Name”，如果如图14所示。图14绘制类图之2(3)选择name,按下鼠标右键，选择“openSpecification”，则弹出如图15示的“ClassAttributionSpecification”对话框。在这个对话框中有两个选项卡，一个用来设置属性的固有特性，比如类型（Type）、版型（Stereotype）、初始值（Initial）、存取控制（ExportControl）等，一个用来进一步指定属性是静态（Static）的还是继承（Derived）的等。图15绘制类图之3(4)图16所示为设置属性的类型（Type）示意图。同样可以设置初始值（Initial）和存取控制（ExportControl）等。图16绘制类图之4(5)图17给出进一步设置属性的示意图。图中将“Containment”设置为“ByValue”属性的“Containment”特征表示属性如何存放在类中。Byvalue表示属性放在类中，Byreference表示属性放在类外，类指向这个属性。Unspecified表示还没有指定控制类型,应在生成代码之前指定Byvalue或Byreference。图17绘制类图之5（6）如果要删除属性，右键选择属性，在弹出的菜单中选择“Delete”即可。（7）添加操作。在浏览器中选择类“Course”，按下鼠标右键，在弹出的菜单中选择“New”，再在F一级菜单中选择“Operation“,则添加一个新的操作。图18是将添加操作的名字改为“GetName”的示意图。(8)选择GetName，按下鼠标右键，选择“OpenSpecification”,在弹出的对话框中可以设置操作的固有特性。如图19所示。(9)在Specification对话框中，操作或者属性都有存取控制的选项，操作的存取控制的选项默认值是公有的，属性的存取控制的选项默认值是私有的。不同的存取控制采用不同的标记表示(如图20所示)。本图只是说明不同的控制标记，后面的图将按照实际要求设计。(10)重复以上步骤，完成Course类的设计。图21是设计结果图图18绘制类图’之6图19绘制类图之7图20绘制类图之8图21绘制类图之9类能实现对象的封装，是面向对象的重要特征。通过第一部分的学习，应该能够了解类、对象、属性、操作的概念，可以从一类单一的对象中抽象出类的定义，并依据实际要求，设计类的属性和操作。2类的继承在选课系统中，涉及到的用户包括管理员(Registrar)和学生(Student),其主要特征相似，所以可以建立统一基类People，而Registrar和Student则由People派生。2.1在角色或类之问添加继承关系很简单，下面给出实现过程。(1)双击浏览